(57)【要約】【課題】長期使用に伴う圧力発生手段の変位量の変動に起因する液滴の吐出制御に対する影響を低減する。【解決手段】圧電振動子を伸長変位させる吐出要素を含む評価パルスを駆動信号発生回路からアクチュエータユニットに供給して圧電振動子を駆動する素子駆動工程と、吐出要素の供給後に生じる圧電振動子の残留振動に基づく逆起電力信号の振幅を、逆起電力振幅測定回路によって測定する逆起電力振幅測定工程と、測定された逆起電力信号の振幅の大きさに基づき、不揮発性記憶素子に記憶されたカラーＩＤを補正するカラーＩＤ補正工程とを経て、補正されたカラーＩＤに基づいて吐出制御を行う。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力室に通じるノズル開口を列設してなる複数のノズル列、及び、前記圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生手段を有し、該圧力発生手段の作動によってノズル開口から液滴を吐出する液体噴射ヘッドと、
ノズル列毎に固有の吐出液量についての識別情報を記憶する識別情報記憶手段と、
を備え、
識別情報記憶手段に記憶された識別情報に基づき、液体噴射ヘッドによる単位面積当たりの液滴の吐出回数をノズル列毎に調整する液体噴射装置であって、
前記圧力発生手段を変位させる変位波形要素を含む測定用駆動波形を発生する駆動波形発生手段と、
前記駆動波形発生手段からの測定用駆動波形を圧力発生手段に供給する波形供給手段と、
前記測定用駆動波形の変位波形要素の供給後に生じる圧力発生手段の残留振動に基づく逆起電力信号の振幅を測定する逆起電力振幅測定手段と、
測定された逆起電力信号の振幅の大きさに基づき、前記識別情報記憶手段に記憶された識別情報を補正する識別情報補正手段とを備えることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記逆起電力振幅測定手段は、逆起電力信号の初期の振幅を測定することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記波形供給手段は、前回駆動時の圧力発生手段の残留振動が収束した状態で変位波形要素を圧力発生手段に供給することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記逆起電力振幅測定手段は、逆起電力信号の極大値及び極小値を検出するピーク検出し、検出した隣り合う極大値及び極小値の電位差を、当該逆起電力信号の振幅として得ることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記識別情報は、各ノズル列の吐出液量の設計値に対する偏差を示す情報であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記識別情報は、各ノズル列に対応する圧力発生手段毎に予め測定された逆起電力信号の振幅であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の液体噴射装置。
【請求項７】
予め定められた稼働条件に達した場合に、駆動波形発生手段、波形供給手段、逆起電力振幅測定手段、及び識別情報補正手段による一連の処理が実行されることを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の液体噴射装置。
【請求項８】
圧力室に通じるノズル開口を列設してなる複数のノズル列、及び、前記圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生手段を有し、該圧力発生手段の作動によってノズル開口から液滴を吐出する液体噴射ヘッドと、
ノズル列毎に固有の吐出液量についての識別情報を記憶する識別情報記憶手段と、
を備え、
識別情報記憶手段に記憶された識別情報に基づき、液体噴射ヘッドによる単位面積当たりの液滴の吐出回数をノズル列毎に調整する液体噴射装置の制御方法であって、
前記圧力発生手段を変位させる変位波形要素を含む測定用駆動波形を圧力発生手段に供給して当該圧力発生手段を駆動する素子駆動工程と、
前記測定用駆動波形の変位波形要素の供給後に生じる圧力発生手段の残留振動に基づく逆起電力信号の振幅を測定する逆起電力振幅測定工程と、
測定された逆起電力信号の振幅の大きさに基づき、前記識別情報記憶手段に記憶された識別情報を補正する識別情報補正工程とを経ることを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット式プリンタ等の液体噴射装置、及び、その制御方法に関するものであり、特に、駆動信号を供給して圧力発生手段を作動させることによりノズル開口から液滴を吐出する液体噴射ヘッドを備える液体噴射装置、及び、その制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置は、液体を液滴として吐出可能な液体噴射ヘッドを備え、この液体噴射ヘッドから各種の液体を吐出する装置である。この液体噴射装置の代表的なものとして、例えば、液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）を備え、この記録ヘッドのノズル開口から液体状のインクをインク滴として記録紙等の吐出対象物に対して吐出・着弾させてドットを形成することで記録を行うインクジェット式プリンタ等の画像記録装置を挙げることができる。また、近年においては、この画像記録装置に限らず、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造装置等、各種の製造装置にも液体噴射装置が応用されている。
【０００３】
ここで、上記インクジェット式プリンタ（以下、単にプリンタと略記する）を例に挙げると、このプリンタは、インクを導入する圧力室を含む一連のインク流路、圧力室に通じるノズル開口を列設してなる複数のノズル列、各ノズル列に対応して設けられた圧力発生手段（例えば、圧電振動子）等を有する記録ヘッドを搭載し、また、圧力発生手段に供給する駆動信号を発生する駆動信号発生回路を備え、この駆動信号発生回路からの駆動信号を圧力発生手段に供給してこの圧力発生手段を駆動することにより、ノズル開口からインクをインク滴として吐出するように構成されている。
【０００４】
上記記録ヘッドは、圧力発生手段に供給する駆動信号の駆動電圧値や波形の形状に応じて、ノズル開口から吐出されるインク滴の液量（重量又は体積）や飛翔速度が増減するようになっている。そのため、記録ヘッドの製造時においては、吐出されるインク滴の液量や飛翔速度の平均値が設計上の値（設計値）となるように駆動信号の駆動電圧や波形の形状を設定している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
上記のようにして駆動電圧や波形が設定された駆動信号は、各ノズル列の圧力発生手段に対して共通に用いられるが、この駆動信号を用いてインク滴を吐出したときの液量がノズル列間でばらつくことがある。このばらつきは、圧力発生手段の個体差等の様々な要因によって引き起こされる。ここで、この種のプリンタでは、通常、ノズル列毎に異なる色のインクが対応している。そのため、各ノズル列で吐出されるインク滴の液量がばらつくと、記録紙における画像の色相に影響が生じる。即ち、液量が設計値よりも多いノズル列の色が濃くなり、設計値よりも少ないノズル列の色が淡くなる。例えば、マゼンタに対応するノズル列の吐出液量が設計値よりも多い場合には、記録された画像が本来得られるべき画像よりも赤みを帯びてしまう。
【０００６】
このようなノズル列間のばらつきを補正するため、実際に吐出されるインク滴の液量について設計値に対する偏差を示す情報をノズル列毎にカラーＩＤとして記録ヘッドに設定するプリンタが提案されている（例えば、特許文献２）。そして、このプリンタでは、設定されたカラーＩＤに基づいて単位面積あたりのインク滴の吐出回数（ドット形成率）を増減させて、画像濃度及び色相が設計通りとなるように調整している。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２７７７３７号公報
【特許文献２】特開２００３−１１３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、プリンタを長期に亘って使用すると、圧力発生手段の変位量が変動することがある。そのため、上記カラーＩＤに基づいて吐出回数を補正しても、ばらつきが生じる虞がある。その結果、画像の濃度や色相が設計通りに得られなくなる問題があった。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、長期使用に伴う圧力発生手段の変位量の変動に起因する液滴の吐出制御に対する影響を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の液体噴射装置は、上記目的を達成するために提案されたものであり、圧力室に通じるノズル開口を列設してなる複数のノズル列、及び、前記圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生手段を有し、該圧力発生手段の作動によってノズル開口から液滴を吐出する液体噴射ヘッドと、
ノズル列毎に固有の吐出液量についての識別情報を記憶する識別情報記憶手段と、
を備え、
識別情報記憶手段に記憶された識別情報に基づき、液体噴射ヘッドによる単位面積当たりの液滴の吐出回数をノズル列毎に調整する液体噴射装置であって、
前記圧力発生手段を変位させる変位波形要素を含む測定用駆動波形を発生する駆動波形発生手段と、
前記駆動波形発生手段からの測定用駆動波形を圧力発生手段に供給する波形供給手段と、
前記測定用駆動波形の変位波形要素の供給後に生じる圧力発生手段の残留振動に基づく逆起電力信号の振幅を測定する逆起電力振幅測定手段と、
測定された逆起電力信号の振幅の大きさに基づき、前記識別情報記憶手段に記憶された識別情報を補正する識別情報補正手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、圧力発生手段の変位後の残留振動に基づく逆起電力信号の振幅の大きさに基づき、前記識別情報記憶手段に記憶された識別情報を補正するので、長期使用に伴う圧力発生手段の変位量の変動分を吐出制御に反映させることができる。このため、吐出対象物における濃度や色相を設計通りに保つことができる。
【００１２】
なお、上記構成において、前記逆起電力振幅測定手段が、逆起電力信号の初期の振幅を測定する構成を採用することが望ましい。
【００１３】
この構成によれば、逆起電力信号の振幅は、より初期の方が大きく、時間の経過と共に次第に収束していくので、初期の振幅を測定することで測定精度を向上させることができる。
【００１４】
また、上記構成において、前記波形供給手段が、前回駆動時の圧力発生手段の残留振動が収束した状態で変位波形要素を圧力発生手段に供給する構成を採用することが望ましい。
【００１５】
この構成によれば、前回駆動による残留振動の影響を受けることなく、精度良く逆起電力信号の振幅の測定を行うことができる。
【００１６】
さらに、上記構成において、前記逆起電力振幅測定手段が、逆起電力信号の極大値及び極小値を検出するピーク検出を行い、検出した隣り合う極大値及び極小値の電位差を、当該逆起電力信号の振幅として得ることが望ましい。
【００１７】
上記構成において、前記識別情報が、各ノズル列の吐出液量の設計値に対する偏差を示す情報である構成を採ることができる。
また、上記構成において、前記識別情報が、各ノズル列に対応する圧力発生手段毎に予め測定された逆起電力信号の振幅である構成を採用することも可能である。
【００１８】
そして、上記各構成において、予め定められた稼働条件に達した場合に、駆動波形発生手段、波形供給手段、逆起電力振幅測定手段、及び識別情報補正手段による一連の処理が実行されることが望ましい。
なお、「稼働条件」とは、例えば、液体噴射装置の稼働時間、印刷した記録紙の枚数、液体貯留部材の交換回数等の条件を意味する。
【００１９】
また、本発明の液体噴射装置の制御方法は、圧力室に通じるノズル開口を列設してなる複数のノズル列、及び、前記圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生手段を有し、該圧力発生手段の作動によってノズル開口から液滴を吐出する液体噴射ヘッドと、
ノズル列毎に固有の吐出液量についての識別情報を記憶する識別情報記憶手段と、
を備え、
識別情報記憶手段に記憶された識別情報に基づき、液体噴射ヘッドによる単位面積当たりの液滴の吐出回数をノズル列毎に調整する液体噴射装置の制御方法であって、
前記圧力発生手段を変位させる変位波形要素を含む測定用駆動波形を圧力発生手段に供給して当該圧力発生手段を駆動する素子駆動工程と、
前記測定用駆動波形の変位波形要素の供給後に生じる圧力発生手段の残留振動に基づく逆起電力信号の振幅を測定する逆起電力振幅測定工程と、
測定された逆起電力信号の振幅の大きさに基づき、前記識別情報記憶手段に記憶された識別情報を補正する識別情報補正工程とを経ることを特徴とする。
【００２０】
上記構成によれば、圧力発生手段の変位後の残留振動に基づく逆起電力信号の振幅の大きさに基づき、前記識別情報記憶手段に記憶された識別情報を補正するので、長期使用に伴う圧力発生手段の変位量の変動分を識別情報に反映させることができる。このため、吐出対象物における濃度や色相を設計通りに保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体噴射装置として、図１に示すインクジェット式プリンタ（以下、プリンタと略記する）を例示する。
【００２２】
プリンタ１は、液体噴射ヘッドの一種である記録ヘッド２が取り付けられると共に、インクカートリッジ３（液体貯留部材の一種）が着脱可能に取り付けられるキャリッジ４と、記録ヘッド２の下方に配設されたプラテン５と、記録ヘッド２が搭載されたキャリッジ４を記録紙６（吐出対象物の一種）の紙幅方向に移動させるキャリッジ移動機構７と、ヘッド移動方向に直交する方向である紙送り方向に記録紙６を搬送する紙送り機構８等を備えて概略構成されている。ここで、紙幅方向とは、主走査方向であり、紙送り方向とは、副走査方向である。なお、インクカートリッジ３としては、キャリッジ４に装着するタイプでも、或いはプリンタ１の筐体側に装着してインク供給チューブを介して記録ヘッド２に供給するタイプでもよい。
【００２３】
キャリッジ４は、主走査方向に架設されたガイドロッド９に軸支された状態で取り付けられており、キャリッジ移動機構７の作動により、ガイドロッド９に沿って主走査方向に移動するように構成されている。キャリッジ４の主走査方向の位置は、リニアエンコーダ１０によって検出され、検出信号が位置情報としてプリンタコントローラ（図示せず）に送信される。これにより、プリンタコントローラはこのリニアエンコーダ１０からの位置情報に基づいてキャリッジ４（記録ヘッド２）の走査位置を認識しながら、記録ヘッド２による記録動作（吐出動作）等を制御することができる。
【００２４】
また、記録ヘッド２の移動範囲内であってプラテン５よりも外側には、記録ヘッド２の走査起点となるホームポジションが設定してある。このホームポジションには、キャッピング機構１１が設けられている。このキャッピング機構１１は、キャップ部材１１´によって記録ヘッド２のノズル面を封止し、ノズル開口２８（図２参照）からのインク溶媒の蒸発を防止する。また、このキャッピング機構１１は、封止状態のノズル面に負圧を与えてノズル開口２８からインクを強制的に吸引排出するクリーニング動作に用いられる。
【００２５】
図２は、上記記録ヘッド２の構成を説明する部分断面図である。この記録ヘッド２は、ケース１２と、このケース１２内に収納されるアクチュエータユニット１３（広義の圧力発生手段）と、ケース１２の底面（先端面）に接合される流路ユニット１４等を備えている。上記のケース１２は、例えば、エポキシ系樹脂により作製され、その内部にはアクチュエータユニット１３を収納するための収納空部１５が形成されている。アクチュエータユニット１３は、櫛歯状に切り分けられた複数の圧電振動子１６（狭義の圧力発生手段）と、この圧電振動子１６が接合される固定板１７とを備えている。本実施形態における記録ヘッド２は、後述するように、合計４色のインクを吐出可能に構成されており、各色に対応させて合計４列のノズル列がノズルプレート２２に形成されている。そして、記録ヘッド２は、各ノズル列に対応して上記アクチュエータユニット１３を合計４つ搭載している。
【００２６】
アクチュエータユニット１３の各圧電振動子１６には、フレキシブルケーブル１８が接続されており、駆動信号発生回路４３（図３参照）からの駆動信号がこのフレキシブルケーブル１８を通じて供給されるようになっている。なお、本実施形態における圧電振動子１６は、電界方向に直交する方向に変位する所謂縦振動モードの圧電振動子であり、駆動信号が供給されると圧電体及び電極の積層方向とは直交する方向に変位（伸縮）する。この圧電振動子１６の詳細については後述する。
【００２７】
流路ユニット１４は、流路形成基板２１の一方の面にノズルプレート２２（ノズル形成部材の一種）を、流路形成基板２１の他方の面に振動板２３を、それぞれ接合して構成されている。この流路ユニット１４には、リザーバ２４と、インク供給口２５と、圧力室２６と、ノズル連通口２７と、ノズル開口２８とが設けられている。そして、インク供給口２５、圧力室２６及びノズル連通口２７を経てノズル開口２８に至る一連のインク流路が、ノズル開口２８毎に対応して形成されている。
【００２８】
上記ノズルプレート２２は、ドット形成密度に対応したピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）で複数のノズル開口２８を列状に穿設した金属製の薄いプレートである。本実施形態では、このノズルプレート２２をステンレス製の板材によって構成し、ノズル開口２８の列（ノズル列）を複数設けている。そして、１つのノズル列は、例えば１８０個のノズル開口２８によって構成される。そして、本実施形態における記録ヘッド２は、夫々異なる色のインク（本発明における液体の一種）、具体的には、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の合計４色のインクを貯留する４つのインクカートリッジ３を装着可能に構成されており、これらの色に対応させて合計４列のノズル列がノズルプレート２２に形成されている。
【００２９】
上記振動板２３は、支持板２９の表面に弾性体膜３０を積層した二重構造である。本実施形態では、金属板の一種であるステンレス板を支持板２９とし、この支持板２９の表面に樹脂フィルムを弾性体膜３０としてラミネートした複合板材を用いて振動板２３を作製している。この振動板２３には、圧力室２６の容積を変化させるダイヤフラム部３１と、リザーバ２４の一部を封止するコンプライアンス部３２とが設けられている。
【００３０】
上記のダイヤフラム部３１は、エッチング加工等によって支持板２９を部分的に除去することで作製される。即ち、このダイヤフラム部３１は、圧電振動子１６の先端面が接合される島部３３と、この島部３３を囲む薄肉弾性部３４とからなる。上記のコンプライアンス部３２は、リザーバ２４の開口面に対向する領域の支持板２９を、ダイヤフラム部３１と同様にエッチング加工等によって除去することにより作製され、リザーバ２４に貯留された液体の圧力変動を吸収するダンパーとして機能する。
【００３１】
そして、上記の島部３３には圧電振動子１６の先端面が接合されているので、この圧電振動子１６の自由端部を伸縮させることで圧力室２６の容積を変動させることができる。この容積変動に伴って圧力室２６内のインクに圧力変動が生じる。そして、記録ヘッド２は、この圧力変動を利用してノズル開口２８からインク滴を吐出させる。
【００３２】
図３は、プリンタ１の電気的な構成を示すブロック図である。本実施形態におけるプリンタ１は、プリンタコントローラ３５とプリントエンジン３６とで概略構成されている。プリンタコントローラ３５は、ホストコンピュータ等の外部装置からの印刷データ等が入力される外部インタフェース（外部Ｉ／Ｆ）３７と、各種データ等を記憶するＲＡＭ３８と、各種制御のための制御プログラム等を記憶したＲＯＭ３９と、計時手段として機能して計時動作を行うタイマ回路４０と、ＲＯＭ３９に記憶されている制御プログラムに従って各部の統括的な制御を行う制御部４１と、クロック信号を発生する発振回路４２と、記録ヘッド２へ供給する駆動信号を発生する駆動信号発生回路４３（駆動波形発生手段の一種）と、印刷データをドット毎に展開することで得られた吐出データや駆動信号等を記録ヘッド２に出力するための内部インタフェース（内部Ｉ／Ｆ）４４とを備えている。
【００３３】
プリントエンジン３６は、記録ヘッド２と、キャリッジ移動機構７と、紙送り機構８と、リニアエンコーダ１０とから構成されている。記録ヘッド２は、吐出データがセットされるシフトレジスタ４６と、シフトレジスタ４６にセットされた吐出データをラッチするラッチ回路４７と、ラッチ回路４７からの吐出データを翻訳してパルス選択データを生成するデコーダ４８と、電圧増幅器として機能するレベルシフタ４９と、圧電振動子１６に対する駆動信号の供給を制御するスイッチ回路５０と、圧電振動子１６とを備えている。本実施形態においては、これらのシフトレジスタ４６、ラッチ回路４７、デコーダ４８、レベルシフタ４９、及びスイッチ回路５０が、本発明における波形供給手段として機能し、吐出データの階調情報に応じてプリンタコントローラ３５からの駆動信号ＣＯＭに含まれる各駆動パルスを選択して圧電振動子１６に供給する。
【００３４】
本実施形態における記録ヘッド２は、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュＲＯＭ等からなる不揮発性記憶素子５１を備えている。この不揮発性記憶素子５１（本発明における識別情報記憶手段に相当）には、例えば、各ノズル列の固有の吐出液量に関する識別情報（カラーＩＤ）や、各アクチュエータユニット１３の圧電振動子１６の変位量に関する情報（変位量情報）が記憶されている。制御部４１は、この不揮発性記憶素子５１に記憶されている各情報を適宜読み出すことが可能であり、読み出した情報に応じた制御を行うことができるようになっている。また、本実施形態における記録ヘッド２は、逆起電力振幅測定手段として機能する逆起電力振幅測定回路５２を備えている。この逆起電力振幅測定回路５２は、圧電振動子１６の変位後の残留振動に基づく逆起電力信号が入力され、後述する検査モードにおいて逆起電力信号の振幅を測定するように構成されている。
【００３５】
上記の制御部４１（制御手段）は、ＲＯＭ３９に記憶された動作プログラム等に従って記録ヘッド２によるインク滴の吐出制御やその他のプリンタ１の各部を制御する。この制御部４１は、外部Ｉ／Ｆ３７を介して外部装置から入力された印刷データ（ＲＧＢデータ）を、記録ヘッド２においてインク滴の吐出に用いられる吐出データ（ドットパターンデータ）に変換する。本実施形態においては、印刷データの画像の階調値に対して各インク色（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）の各ドット（大、中、小）をどのような割合で吐出対象物である記録紙６上に形成するか、即ち、各ドットの吐出対象物上におけるドット形成率を規定したルックアップテーブル（ドット形成率テーブル）が上記ＲＯＭ３９に記憶されており、制御部４１は、このルックアップテーブルに基づいてデータの変換を行う。変換後の吐出データは、内部Ｉ／Ｆ４４を通じて記録ヘッド２に転送され、記録ヘッド２では、この吐出データに基づいて駆動信号ＣＯＭ（駆動パルス）の圧電振動子１６への供給が制御されてインク滴の吐出、つまり、記録動作（吐出動作）が行われる。
【００３６】
上記の駆動信号発生回路４３は、予め定められた波形形状の駆動信号ＣＯＭを発生する。本実施形態におけるプリンタ１は、液量の異なるインク滴を吐出することで大きさの異なるドットを記録紙（吐出対象物の一種）に形成する多階調記録が可能であり、大ドット、中ドット、小ドット、及び非記録の４階調での記録動作が可能に構成されている。そして、駆動信号発生回路４３は、例えば図４に示すように、吐出パルスＤＰ１、吐出パルスＤＰ２、吐出パルスＤＰ３、及び、非記録時にメニスカスを微振動させるための微振動パルスＤＰ４を一連に接続して構成される駆動信号ＣＯＭを発生する。
【００３７】
図４に例示した駆動信号ＣＯＭは、テキスト印字等の比較的高速な記録に用いられる駆動信号であり、吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３は、何れも同一の波形形状とされている。そして、例えば、吐出パルスＤＰ２のみを圧電振動子１６に供給することで、記録紙６上に小ドットが形成されるようになっている。また、同様に、吐出パルスＤＰ１及びＤＰ３の２つのパルスを圧電振動子１６に供給することで中ドットが形成され、吐出パルスＤＰ１、ＤＰ２、及びＤＰ３の３つのパルスを圧電振動子１６に供給することで大ドットが形成されるように構成されている。さらに、ドットを形成しない非記録時には、微振動ＤＰ４が圧電振動子１６に供給され、これによりインク滴が吐出されない程度にノズル開口２８に露出したメニスカスが微振動する。ここで、上記吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３を供給することで吐出されるインク滴の液量や飛翔速度は、各吐出パルスの形状や駆動電圧Ｖｈ（最低電位から最高電位までの電位差）の大きさで規定される。そのため、全ノズル開口２８から吐出されるインク滴について平均して目標となる液量（設計値）が得られるように駆動信号ＣＯＭの各吐出パルスの形状や駆動電圧Ｖｈを設定している。そして、この駆動信号ＣＯＭは、記録ヘッド２に搭載されている各アクチュエータユニット１３に対して共通に用いられる。
【００３８】
また、本実施形態における駆動信号発生回路４３は、後述するアクチュエータユニット１３の検査モードにおいて使用される検査用の駆動パルス（評価パルス）を発生する。この評価パルスについては、アクチュエータユニット１３の検査モードと併せて後述する。
【００３９】
次に、上記圧電振動子１６について説明する。図５に示すように、本実施形態における圧電振動子１６は、共通内部電極５５と、個別内部電極５６とを圧電体５７を挟んで交互に積層して形成された積層型の圧電振動子である。ここで、共通内部電極５５は、全ての圧電振動子１６に対して同じ電位レベルに設定される電極である。また、個別内部電極５６は、供給される駆動信号に応じて各圧電振動子１６毎に電位レベルが設定される電極である。そして、本実施形態では、圧電振動子１６における振動子先端から振動子長手方向（積層方向とは直交する方向）の３分の２程度までの部分を自由端部１６ａとしている。また、圧電振動子１６における残りの部分、即ち、自由端部１６ａの端から振動子基端までの部分を基端部１６ｂとしている。
【００４０】
自由端部１６ａには、共通内部電極５５と個別内部電極５６とが重なり合った活性領域（オーバーラップ部分）を形成してある。これらの内部電極５５，５６に電位差を与えると、活性領域Ｌの圧電体５７が作動して変形し、自由端部１６ａが振動子長手方向に変位して伸縮する。そして、共通内部電極５５の基端は、圧電振動子１６の基端面部で共通外部電極５８に導通している。一方、個別内部電極５６の先端は、圧電振動子１６の先端面部で個別外部電極５９に導通している。なお、共通内部電極５５の先端は、圧電振動子１６の振動子の先端面部よりも少し手前に位置しており、個別内部電極５６の基端は、自由端部１６ａと基端部１６ｂの境界に位置している。
【００４１】
個別外部電極５９は、圧電振動子１６の先端面部と、圧電振動子１６における積層方向の一側面である配線接続面（図５における上側の面）とに一連に形成された電極であり、フレキシブルケーブル１８の配線パターンと各個別内部電極５６とを導通する。そして、この個別外部電極５９の配線接続面側の部分は、基端部１６ｂ上から先端側に向けて連続的に形成されている。共通外部電極５８は、圧電振動子１６の基端面部と、上記の配線接続面と、圧電振動子１６における積層方向の他側面である固定板取付面（図５における下側の面）とに一連に形成された電極であり、フレキシブルケーブル１８の配線パターンと各共通内部電極５５との間を導通する。そして、この共通外部電極５８における配線接続面側の部分は個別外部電極５９の端部よりも少し手前から基端面部側に向けて連続的に形成されており、固定部取付面側の部分は振動子の先端面部よりも少し手前の位置から基端側に向けて連続的に形成されている。
【００４２】
これらの外部電極５８，５９は、最外層の圧電体５７を作動させるための電極としても機能する。すなわち、個別外部電極５９は、積層方向の外側表面に形成された圧電体５７ａを挟んで共通内部電極５５と対になっており、活性領域Ｌでこの共通内部電極５５と個別外部電極５９とがオーバーラップしている。従って、この共通内部電極５５と個別外部電極５９との電位差により、圧電体５７ａの活性領域Ｌの部分が変形する。同様に、共通外部電極５８は、積層方向の外側表面に形成された圧電体５７ｂを挟んで個別内部電極５６と対になっており、活性領域Ｌで個別内部電極５６と共通外部電極５８とがオーバーラップしている。従って、個別内部電極５６と共通外部電極５８の電位差により、圧電体５７ｂの活性領域Ｌの部分が変形する。
【００４３】
上記の基端部１６ｂは、活性領域Ｌの圧電体５７の作動時においても伸縮しない非作動部である。この基端部１６ｂの配線接続面側にはフレキシブルケーブル１８が配置されており、基端部１６ｂ上で個別外部電極５９及び共通外部電極５８とフレキシブルケーブル１８とが電気的に接続される。そして、このフレキシブルケーブル１８を通して駆動信号が各電極に供給される。また、基端部１６ｂの固定板取付面は固定板接合部として機能し、固定板１７が接合されている。即ち、各圧電振動子１６は、いわゆる片持梁の状態で固定板１７上に接合されている。
【００４４】
ところで、上記のプリンタ１では、部品の寸法精度、或いは組立精度等のばらつきに起因して、実際に吐出されるインク滴の液量（吐出液量）が設計値と必ずしも一致しない。特に、本実施形態のように、ノズル列毎にアクチュエータユニット１３を有する構成では、アクチュエータユニット１３の個体差、即ち、各アクチュエータユニット１３の圧電振動子１６の変位量のばらつきの影響を受けてしまうので、各アクチュエータユニット１３で共通の駆動信号ＣＯＭを用いた場合に、ノズル列間で吐出液量がばらつくことがある。そして、この吐出液量のばらつきは、記録画像の色相に影響を及ぼす。即ち、各ノズル列の条件を同一に揃えて記録を行ったときに、吐出液量が設計値よりも多いノズル列に対応する色が濃くなり、吐出液量が設計値よりも少ないノズル列に対応する色が淡くなる。
【００４５】
このような不具合を防止するべく、上記プリンタ１では、各ノズル列の固有の吐出液量に関する識別情報（カラーＩＤ）に基づいて吐出制御を行うことで、上記のばらつきによる影響を可及的に抑制するようになっている。以下、この点について説明する。
【００４６】
上記カラーＩＤは、各ノズル列の液量が設計値に対してどの程度ずれているかを示す情報である。このカラーＩＤは具体的には次のようにして得られる。
まず、組立が終了した記録ヘッド２に対する検査工程において、ノズル列毎（インク色毎）に、そのノズル列を構成するノズル開口２８の吐出液量の平均値が計測され、この平均値が当該ノズル列の吐出液量とされる。そして、各ノズル列の吐出液量の設計値に対する偏差が求められ、この偏差を示す値がカラーＩＤとして記録ヘッド２の不揮発性記憶素子５１に記憶される。
【００４７】
本実施形態においては、例えば、測定対象のノズル列に属する全てのノズル開口２８から所定回数だけインク滴を吐出させ、吐出したインクを電子天秤によって捕集してその重量を計測する。そして、この計測結果を吐出回数及びノズル開口２８の数で除することにより、当該ノズル列の吐出液量についての計測値が求められる。そして、この吐出液量の計測値についての設計値に対する偏差が算出される。例えば、あるノズル列について、小ドットに対応する吐出液量（計測値）が１．８ｎｇであった場合、この吐出液量の設計値２ｎｇに対して１０％少ないことになる。そして、例えば、設計値を「１００」とした場合に、これよりも１０％少ない「９０」が該当ノズル列の小ドットに対応するカラーＩＤとして不揮発性記憶素子５１に記憶される。このようにして、各ノズル列（各インク色）についてのカラーＩＤが不揮発性記憶素子５１に記憶される。
【００４８】
そして、プリンタ１では、上記カラーＩＤに基づいて吐出制御が行われる。即ち、制御手段としての制御部４１は、不揮発性記憶素子５１に記憶されているカラーＩＤを読み出し、このカラーＩＤに基づいて、記録紙６におけるドット形成率をノズル列（インク色）毎に調整する。例えば、制御部４１は、あるノズル列の小ドットについてのカラーＩＤが「９０」である場合、このノズル列の吐出液量が設計値よりも１０％低いので、制御部４１は、当該中ドットのドット形成率を１０％増加するように制御する。具体的には、例えば、当該小ドットのインク滴を１００回吐出させて合計２００ｎｇのインク滴を着弾させる設定となっている場合、制御部４１は、インク滴の吐出回数を１０％多い１１０回に調整する。つまり、吐出液量が設計値よりも多いノズル列についてはドット形成率を減少させ、吐出液量が設計値より少ないノズル列についてはドット形成率を増加させるように調整する。これにより、記録画像の濃度及び色相を設計通りに揃えることができる。
【００４９】
ところが、プリンタを長期に亘って使用すると圧電振動子１６が劣化し、この劣化に伴って圧電振動子１６の変位量も製造当時の変位量から変動する。ここで、各アクチュエータユニット１３に関し、製造時においては圧電振動子１６の変位量が同程度のものを組み合わせて記録ヘッド２に搭載しているが、使用頻度（駆動回数）はアクチュエータユニット１３毎に異なるので、劣化の程度もぞれぞれで異なる。そのため、劣化に伴う圧電振動子１６の変位量の変動割合もアクチュエータユニット１３毎に異なってくる。その結果、上記のようにカラーＩＤに基づいてドット形成率を調整しても、ノズル列間でばらつきが生じることがある。
【００５０】
そこで、本実施形態におけるプリンタ１は、圧電振動子１６の変位量の前回検査時（製造時における検査を含む）からの経過時間をタイマ回路４０によって計時し、前回の検査からの経過時間が判断基準時間（本発明における稼働条件の一種）を超えたことを条件として、通常の吐出動作を行う通常モードから検査モードに切り替え、各アクチュエータユニット１３の圧電振動子１６の変位量の変動についての検査（測定）と、検査結果に基づいてカラーＩＤの補正を行うように構成されている。具体的には、圧電振動子１６の変位後に生じる残留振動に基づく逆起電力信号の振幅を測定することにより、圧電振動子１６の変位量の検査を行い、この検査結果をカラーＩＤに反映させる。このときの判断基準時間としては、通常の使用によって圧電振動子１６の劣化の影響が現れる程度の時間に設定されている。以下、この検査モードについて説明する。
【００５１】
図６は、上記プリンタ１における一連の処理を説明するフローチャートである。
通常モード（ステップＳ１）では、制御部４１によって記録ヘッド２による通常の吐出動作、即ち、記録紙６への画像等の記録が制御される。制御部４１は、タイマ回路４０を監視し、このタイマ回路４０による計時が判断基準時間を超えたか否かを判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２において、タイマ回路４０による計時が判断基準時間を超えていない場合は、ステップＳ１に戻り、引き続きタイマ回路４０を監視しつつ通常モードでの吐出動作が行われる。一方、ステップＳ２において、タイマ回路４０による計時が判断基準時間を超えていると判断した場合、制御部４１は、通常モードから検査モードへのモード切り替え（ステップＳ３）を行う。このモード切り替えは、例えば、プリンタ１の電源が投入された直後又は待機中の場合、その時点で実行され、吐出動作中の場合、その吐出動作が終了するのを待ってから実行される。
【００５２】
本実施形態における検査モードでは、駆動信号発生回路４３から測定用の駆動パルス（評価パルス）を発生し、この評価パルスＴＰ１を圧電振動子１６に供給して圧電振動子１６を伸長又は収縮変位させて、記録ヘッド２からインク滴を吐出させる。そして、圧電振動子１６の変位後の残留振動に基づく逆起電力信号を逆起電力振幅測定回路５２に出力し、この逆起電力振幅測定回路５２によって逆起電力信号の振幅を測定する。
【００５３】
駆動信号発生回路４３は、例えば、図７に示す評価パルスＴＰ１を発生する。この評価パルスＴＰ１は、中間電位Ｖｍから吐出電位ＶＤまで電位を下降させ、これにより圧電振動子１６を伸長変位させてノズル開口２８からインク滴を吐出させる吐出要素Ｐ１（本発明における変位波形要素の一種）と、この吐出要素Ｐ１に続いて発生して吐出電位ＶＤを一定時間維持するホールド要素Ｐ２と、吐出電位ＶＤから中間電位Ｖｍまで電位を復帰させる制振要素Ｐ３とから構成される。即ち、評価パルスＴＰ１は、変位波形要素としての吐出要素を含む測定用駆動波形である。
【００５４】
吐出要素Ｐ１は、圧力室２６を収縮させて圧力室内のインクを加圧するような電圧勾配に設定されている。また、この吐出要素Ｐ１の発生時間Ｐｗ１は、例えば、固有振動周期Ｔｃの１／２以下に設定される。ホールド要素Ｐ２は、圧電振動子１６の伸長状態を保持するべく発生される。逆起電力信号の振幅の測定は、このホールド要素Ｐ２の発生期間中に行われる。したがって、ホールド要素Ｐ２の発生時間Ｐｗ２は、逆起電力信号の振幅を測定するのに十分な時間、例えば、圧電振動子１６の残留振動の周期の数倍程度に設定される。ここで、逆起電力信号の振幅の検査タイミングよりも前に圧電振動子１６を不必要に伸縮変位させると、その都度励起される振動が合成されて逆起電力信号の波形が複雑化する。これにより、逆起電力信号の振幅の正確な測定が困難となる。そのため、本実施形態における評価パルスＴＰ１では、圧力室を予備的に膨張させる膨張要素等の他の波形要素を吐出要素Ｐ１よりも前に設けていない。
【００５５】
そして、素子駆動工程（ステップＳ４）では、上記の評価パルスＴＰ１を圧電振動子１６に供給して、この圧電振動子１６を駆動する。この際、吐出要素Ｐ３の供給により圧電振動子１６が伸長し、これに伴い圧力室２６が収縮する。これにより、圧力室内のインクが加圧されてノズル開口２８からインク滴が吐出される。また、伸長後の圧電振動子１６には、残留振動が生じる。そして、この残留振動によって、図８に示すような逆起電力が発生する。この逆起電力の信号ＣＦは、逆起電力振幅測定回路５２に出力される。
【００５６】
次に、逆起電力振幅測定工程（ステップＳ５）において、逆起電力振幅測定回路５２は、逆起電力信号ＣＦの隣接する極大値（波形の山）および極小値（波形の谷）を抽出し（ピーク検出段階）、ピーク検出段階で検出された隣り合う極大値及び極小値の電位差を逆起電力信号ＣＦの振幅として取得し（振幅取得段階）、取得した振幅を制御部４１に出力する。なお、振幅の測定は、全てのアクチュエータユニット１３について同じ極大値と極小値の組み合わせで行う。本実施形態では、図８に示すように、残留振動が励起された後の２つめの極大値ＭＸ２と３つめの極大値ＭＭ３との間の電位差Ａ、又は、３つめの極大値ＭＸ３と３つめの極大値ＭＭ３との間の電位差Ｂを、逆起電力信号ＣＦの振幅Ａ，Ｂとして得る。逆起電力信号ＣＦの振幅は、より初期の方が大きく、時間の経過と共に次第に収束していくので、測定精度を向上させるべく、可及的に逆起電力信号ＣＦの初期の振幅を測定することが望ましい。したがって、振幅Ａ，Ｂの場合、より初期の振幅Ａを逆起電力信号ＣＦの振幅として取得することが好ましい。
【００５７】
図９は、圧電振動子１６（ＰＺＴ）の変位量と逆起電力信号ＣＦの振幅との関係を示す図である。なお、同図における実線のグラフは、図８における振幅Ａを測定した場合の相関を示し、一点鎖線のグラフは、図８における振幅Ｂを測定した場合の相関を示している。同図に示すように、圧電振動子１６の変位量が大きいほど逆起電力信号ＣＦの振幅がより大きくなり、逆に、圧電振動子１６の変位量が小さいほど逆起電力信号ＣＦの振幅はより小さくなる。したがって、本実施形態においては、前回検査時（製造時）に変位量情報として取得された逆起電力信号の振幅（以下、前回取得振幅）に対する今回の検査で取得された振幅の変動量（変動率）を、圧電振動子１６の変位量の変動量とすることができる。
【００５８】
ステップＳ６において、制御部４１は、予め変位量情報として不揮発性記憶素子５１に変位量情報として記憶されている前回取得振幅、即ち、前回検査時に得られた逆起電力信号の振幅と、今回検査で取得した逆起電力信号ＣＦの振幅（今回取得振幅）とを比較し、前回取得振幅に対する今回取得振幅の変動幅（変動率）が、規定変動率（例えば、±５％）を超えているか否かを判定する。このステップＳ６において、前回取得振幅に対する今回取得振幅の変動幅が規定変動率を超えていないと判定された場合、ステップＳ１に戻り、通常モードの制御に移行する。
【００５９】
一方、ステップＳ６において、前回取得振幅に対する今回取得振幅の変動幅が規定変動率を超えたと判断された場合、ステップＳ７に移り、カラーＩＤ補正工程（識別情報補正工程）が行われる。このカラーＩＤ補正工程において、制御部４１は、本発明における識別情報補正手段として機能し、逆起電力振幅測定工程で得られた逆起電力信号ＣＦの振幅（今回取得振幅）に基づき、不揮発性記憶素子５１に記憶されたカラーＩＤを補正する。具体的には、前回取得振幅に対する今回取得振幅の変動分だけカラーＩＤの値を増減させる。例えば、あるノズル列に対応するアクチュエータユニット１３の圧電振動子１６に関し、前回取得振幅が１００（ｍＶ）、今回取得振幅が９５（ｍＶ）であった場合、前回取得振幅に対する今回取得振幅の変動分は−５％である。したがって、カラーＩＤの値が「９０」だったとき、このカラーＩＤは、５％低減されて「８５」に補正される。また、今回取得振幅は、新たな変位量情報として、不揮発性記憶素子５１に記憶されている前回取得振幅に上書き更新される。そして、検査モードの終了後、ステップＳ１に戻って通常モードの制御が行われる。
【００６０】
以上のように、圧電振動子１６の変位後の残留振動に基づく逆起電力信号ＣＦの振幅を測定し、測定された逆起電力信号の振幅の大きさに基づき、不揮発性記憶素子５１に記憶されたカラーＩＤを補正するので、即ち、前回取得振幅に対する今回取得振幅の変動分だけカラーＩＤの値を増減させるので、長期使用に伴う圧電振動子１６の変位量の変動分を吐出制御に反映させることができる。このため、長期の使用でも吐出対象物における濃度や色相を一定に保つことができる。
【００６１】
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。
【００６２】
例えば、カラーＩＤに関し、上記実施形態においては、各ノズル列の固有の吐出液量に関する識別情報をカラーＩＤとして不揮発性記憶素子５１に記憶させ、このカラーＩＤに基づいて吐出制御（ドット形成率の調整）を行う例を示したが、これには限らない。例えば、前回検査時（製造時）に変位量情報として各ノズル列（各アクチュエータユニット１３）毎に測定された逆起電力信号の振幅（前回取得振幅）を、カラーＩＤとして用いることも可能である。即ち、設計値の液量が得られる振幅を基準振幅とし、基準振幅に対する前回取得振幅の偏差に基づいて、ドット形成率を調整するようにすることができる。
【００６３】
また、評価パルスに関し、上記実施形態では、吐出要素よりも前に他の波形要素を配置しない構成の評価パルスＴＰ１を例示したが、これには限らず、例えば、図１０に示す評価パルスＴＰ２のように、吐出要素よりも前に他の波形要素を有する構成のものを採用することも可能である。この評価パルスＴＰ２は、インク滴を吐出させない程度の勾配で中間電位Ｖｍから最高電位ＶＨまで電位を上昇させる膨張要素Ｐａと、最高電位ＶＨで膨張要素Ｐａと吐出要素Ｐ１を接続する膨張ホールド要素Ｐｂとを、吐出要素Ｐ１よりも前に備えている。即ち、この評価パルスＴ２が圧電振動子１６に供給されると、まず膨張要素Ｐａによって圧力振動子１６が収縮し、これにより圧力室２６が膨張する。この圧力室２６の膨張に伴ってリザーバ２４から圧力室２６にインクが流入する。この圧力室２６の膨張状態は、膨張ホールド要素Ｐｂの発生時間中に渡って保持される。この膨張ホールド要素Ｐｂの発生時間Ｐｗｂは、膨張要素Ｐａによって圧電振動子１６を収縮変位させることにより発生する残留振動が収束するのに十分な時間（例えば、圧電振動子１６の残留振動の周期の５倍以上）に設定される。そして、膨張要素Ｐａによる圧電振動子１６の収縮変形に伴う残留振動が収束した後、吐出要素Ｐ１が圧電振動子１６に供給されてインク滴の吐出が行われる。これにより、吐出要素Ｐ１よりも前に配置された他の波形要素による影響を受けることなく、逆起電力信号ＣＦの振幅の測定を精度良く行うことができる。
要は、前回駆動時の圧電振動子１６の残留振動が収束した状態で変位波形要素が圧電振動子１６に供給される構成の評価パルスであれば、種々の波形のものを採用することができる。
【００６４】
また、上記実施形態では、圧電振動子１６の伸長後の残留振動に基づく逆起電力信号の振幅を測定する例を示したが、例えば、圧電振動子１６を収縮させた後の残留振動に基づく逆起電力信号の振幅を測定することも可能である。なお、何れの場合でも、必ずしもインク滴を吐出する必要はない。
【００６５】
また、本発明は、上記プリンタ以外の液体噴射装置にも適用できる。例えば、ディスプレー製造装置、電極製造装置、チップ製造装置等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】プリンタの構成を説明する斜視図である。
【図２】記録ヘッドの構成を説明する要部断面図である。
【図３】プリンタの電気的構成を説明するブロック図である。
【図４】駆動信号の構成を説明する図である。
【図５】圧電振動子の構成を説明する断面図である。
【図６】プリンタの処理を説明するフローチャートである。
【図７】評価パルスの構成を説明する波形図である。
【図８】圧電振動子の残留振動に伴う逆起電力信号を説明する波形図である。
【図９】圧電振動子の変位量と逆起電力信号の振幅との関係を示す図である。
【図１０】評価パルスの変形例の構成を説明する波形図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  プリンタ，２  記録ヘッド，４  キャリッジ，１３  アクチュエータユニット，１４  流路ユニット，１６  圧電振動子，１７  固定板，１８  フレキシブルケーブル，２６  圧力室，２８  ノズル開口，４１  制御部，４３  駆動信号発生回路，４６  シフトレジスタ，４７  ラッチ回路，４８  デコーダ，４９  レベルシフタ，５０  スイッチ回路，５１  不揮発性記憶素子，５２  逆起電力振幅測定回路，５５  共通内部電極，５６  個別内部電極，５７  圧電体層，５８  共通外部電極，５９  個別外部電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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